CN107571947A - 一种带有手机充电功能的自行车码表装置及自动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带有手机充电功能的自行车码表装置及自动控制方法，所述装置包括手机卡座和码表装置。所述手机卡座包括底板与固定板，底板下方设有弹性卡夹，所述的码表装置包括壳体以及壳体表面的段式液晶屏和壳体内的电路板，骑车时，将手机插入手机卡座的弹性卡夹，底部充电端口露出，通过充电电缆与码表装置的充电接口相连接。能够在行驶时，将手机放置在自行车上并进行充电；采用单片机控制，并通过光照传感器和霍尔传感器信号对大灯的亮度进行自动控制，采用加速度传感器在停车时进行加速度检测，判断停车时是否被撞倒。
Description
技术领域
本发明涉及自行车控制技术领域，特别涉及一种带有手机充电功能的自行车码表装置及自动控制方法。
背景技术
电动自行车已经广泛应用，也是一种绿色出行的交通工具，方便了广大普通百姓的出行，目前，电动自行车的码表显示装置仅有一些简单的显示功能，没有手机充电、太阳能充电功能，没有安放手机的支架以及大灯的智能控制、停车防撞倒等功能，所以需要在功能上进一步改进。
发明内容
为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种带有手机充电功能的自行车码表装置及自动控制方法，设计了适合自行车的插入式手机卡座、手机充电电路和太阳能充电电路，能够在行驶时，将手机插入手机卡座的弹性卡夹，底部充电端口露出，通过充电电缆与码表装置的充电接口相连接。将手机放置在自行车上并进行充电；采用单片机控制，并通过光照传感器和霍尔传感器信号对大灯的亮度进行自动控制，采用加速度传感器在停车时进行加速度检测，判断停车时是否被撞倒。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种带有手机充电功能的自行车码表装置，包括手机卡座和码表装置。
所述手机卡座包括底板与固定板，底板下方设有弹性卡夹，固定板固接于底板上方；固定板设有与自行车横梁适配的弧形槽，手机卡座通过固定板及其弧形槽固接于自行车横梁上。
所述的码表装置包括壳体以及壳体表面的段式液晶屏和壳体内的电路板，所述码表装置的壳体固接于底板上方，并与固定板相连接。
所述电路板包括单片机MCU、温度传感器电路、光照传感器电路、加速度传感器电路、太阳能充电电路、2.1A充电管路电路、LED大灯、霍尔传感器接口。
所述的单片机MCU通过IO端口分别连接段式液晶屏、温度传感器电路、光照传感器电路、加速度传感器电路、2.1A充电管路电路、LED大灯和霍尔传感器接口。
所述的2.1A充电管路电路包括高效锂电池升压芯片FP6716、USB充电接口及辅助电路，FP6716芯片的LX引脚通过辅助电路连接锂电池，FP6716芯片的PG引脚连接单片机MCU，FP6716芯片的OUT引脚通过辅助电路连接USB充电接口，通过USB充电接口连接手机充电电缆。
所述的温度传感器电路包括热敏电阻及其辅助电路，热敏电阻一端连接电源，另一端连接单片机MCU。
所述的光照传感器电路包括光敏电阻及其辅助电路，光敏电阻的一端连接电源，另一端连接单片机MCU。
所述的加速度传感器电路为加速度传感器芯片BMA250，其通过SPI引脚连接单片机MCU。
所述的太阳能充电电路包括充电芯片CN3082和太阳能充电接口，CN3082的VIN和GND引脚连接太阳能充电接口，BAT引脚连接锂电池。
一种带有手机充电功能的自行车码表装置的自动控制方法，包括大灯自动控制方法和停车防撞倒控制方法，所述的大灯自动控制方法为：依靠光照传感器和霍尔传感器实现，光照传感器用于检测当前的环境光亮度，当环境光亮度超过20LX时关闭大灯，霍尔传感器用于检测自行车速度，当自行车处于停止状态一段时间后自动关闭大灯，当检测到自行车行驶时，依靠环境光亮度自动调节大灯亮度。
所述的停车防撞倒控制方法为：采用与智能单车的智能控制系统联动方法，当车锁锁上时即刻开始进行加速度判定，当加速度超过阈值范围即认为发生了被撞倒事件，产生的报警信息可以直接发送给智能单车控制系统，进行报警。在共享单车系统中，可以发送给共享单车管理系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，具有手机充电功能，为手机等数码设备提供5V 2.1A的充电能力。
2、本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，设有手机卡座，能够将手机以插入方式插入手机卡座中，弹性卡夹可夹住手机，防止骑行时掉落，方便在骑车时放置手机和进行手机充电。
3、本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，能够根据光照传感器和霍尔传感器信号对大灯的亮度进行自动控制和调节。
4、本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，还能通过霍尔传感器检测车速，通过车速和行驶时间计算行驶里程，通过温度传感器检测环境温度。
5、本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，还具有太阳能充电功能。
6、本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，设有加速度传感器，自行车在停车状态时，通过加速度传感器能够检测到自行车是否被撞倒，可以进行报警。
附图说明
图1为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置整体结构示意图；
图2为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置底部结构示意图；
图3为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置的控制结构图；
图4为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置的单片机MCU结构图；
图5为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置的2.1A充电管路电路图；
图6为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置的温度传感器电路图；
图7为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置的光照传感器电路图；
图8为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置的加速度传感器电路图；
图9为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置的太阳能充电电路图；
图10为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置的LED大灯电路图；
图11为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置的段式液晶屏电路图；
图12为本发明的一种带有手机充电功能的自行车码表装置的报警输出口电路图。
其中：1-自行车车把横梁 2-手机卡座 3-码表装置 4-底板 5-弹性卡夹 6-固定板 7-手机充电接口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1-2所示，一种带有手机充电功能的自行车码表装置，包括手机卡座2和码表装置3。
所述手机卡座2包括底板4与固定板6，底板4下方设有弹性卡夹5，固定板6固接于底板4上方；固定板6设有与自行车横梁1适配的弧形槽，手机卡座2通过固定板6及其弧形槽固接于自行车横梁1上。
所述的码表装置3包括壳体以及壳体表面的段式液晶屏和壳体内的电路板，所述码表装置3的壳体固接于底板4上方，并与固定板6相连接。
手机卡座2底板4下方的弹性卡夹5用于夹住手机，使用时，将手机插入弹性卡夹中，手机底部的充电口露出，通过充电电缆连接至码表装置的充电口7上进行充电。
如图3所示，所述电路板包括单片机MCU、温度传感器电路、光照传感器电路、加速度传感器电路、太阳能充电电路、2.1A充电管路电路、LED大灯、霍尔传感器接口。
所述的单片机MCU通过IO端口分别连接段式液晶屏、温度传感器电路、光照传感器电路、加速度传感器电路、2.1A充电管路电路、LED大灯和霍尔传感器接口。
如图4所示，所述单片机MCU优选单片机型号为STM8L152R8T6。
如图2、5所示，所述的2.1A充电管路电路包括高效锂电池升压芯片FP6716、USB充电接口7及辅助电路，FP6716芯片的LX引脚通过辅助电路(电感L1和电容C5、C6)和连接锂电池VBAT，FP6716芯片的PG引脚连接单片机MCU，FP6716芯片的OUT引脚通过辅助电路(电容C7、C8和电阻R10、R12)连接USB充电接口，通过USB充电接口7连接手机充电电缆。
如图6所示，所述的温度传感器电路包括热敏电阻及其辅助电路(R6和C13)，热敏电阻一端连接电源，另一端连接单片机MCU。
如图7所示，所述的光照传感器电路包括光敏电阻及其辅助电路(R14和C11)，光敏电阻的一端连接电源，另一端连接单片机MCU。
如图8所示，所述的加速度传感器电路为加速度传感器芯片BMA250，其通过SPI引脚连接单片机MCU。
如图9所示，所述的太阳能充电电路包括充电芯片CN3082和太阳能充电接口，CN3082的VIN和GND引脚连接太阳能充电接口，BAT引脚连接锂电池。
如图10所示，所述的LED大灯一端通过电阻连接电源，另一端通过MEM2302管连接至单片机MCU。
如图11所示，所述的段式液晶屏的引脚均连接至单片机MCU的LCD输出引脚。
所述的段式液晶屏优选4X28段式液晶驱动器，可清晰的显示码表信息。
所述的2.1A充电管路采用高效锂电池升压芯片FP6716，FP6716是SOP8封装5V2A升压IC，效率最高93％，550KHZ固定频率。FP6716内置了低内阻的功率MOS管来取代肖特基二极管整流，使FP6716的效率大大地提高，FP6716内置可调限流功能，过温保护，过压保护，自恢复功能，短路保护。手机充电过程中，若充电电池电量小于30％，系统会断开USB供电，停止充电，剩余电量用于维持系统供电。
自动大灯功能依靠光照传感器和霍尔传感器实现，光照传感器用于检测当前的环境光亮度，当环境光亮度超过20LX时关闭大灯，霍尔传感器用于检测自行车速度，当自行车处于停止状态一段时间后自动关闭大灯，当检测到自行车行驶时，依靠环境光亮度自动调节大灯亮度。
所述的霍尔传感器型号为A3144，绑在自行车轮胎上，在自行车轮旋转时，利用磁感应检测自行车速度，霍尔传感器通过信号线与码表装置的霍尔传感器接口连接。
在停车防撞倒控制中，可以采用与智能单车的智能控制系统联动，当车锁锁上时即刻开始进行加速度判定，当加速度超过阈值范围即认为发生了被撞倒事件，产生的报警信息可以直接发送给智能单车控制系统，进行报警。在共享单车系统中，可以发送给共享单车管理系统。
如图12所示，为报警输出口电路，单片机的alert引脚与报警输出口直接相连。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (8)
1.一种带有手机充电功能的自行车码表装置，其特征在于，包括手机卡座和码表装置；
所述手机卡座包括底板与固定板，底板下方设有弹性卡夹，固定板固接于底板上方；固定板设有与自行车横梁适配的弧形槽，手机卡座通过固定板及其弧形槽固接于自行车横梁上；
所述的码表装置包括壳体以及壳体表面的段式液晶屏和壳体内的电路板，所述码表装置的壳体固接于底板上方，并与固定板相连接；
所述电路板包括单片机MCU、温度传感器电路、光照传感器电路、加速度传感器电路、太阳能充电电路、2.1A充电管路电路、LED大灯、霍尔传感器接口；
所述的单片机MCU通过IO端口分别连接段式液晶屏、温度传感器电路、光照传感器电路、加速度传感器电路、2.1A充电管路电路、LED大灯和霍尔传感器接口。
2.根据权利要求1所述的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，其特征在于，所述的2.1A充电管路电路包括高效锂电池升压芯片FP6716、USB充电接口及辅助电路，FP6716芯片的LX引脚通过辅助电路连接锂电池，FP6716芯片的PG引脚连接单片机MCU，FP6716芯片的OUT引脚通过辅助电路连接USB充电接口，通过USB充电接口连接手机充电电缆。
3.根据权利要求1所述的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，其特征在于，所述的温度传感器电路包括热敏电阻及其辅助电路，热敏电阻一端连接电源，另一端连接单片机MCU。
4.根据权利要求1所述的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，其特征在于，所述的光照传感器电路包括光敏电阻及其辅助电路，光敏电阻的一端连接电源，另一端连接单片机MCU。
5.根据权利要求1所述的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，其特征在于，所述的加速度传感器电路为加速度传感器芯片BMA250，其通过SPI引脚连接单片机MCU。
6.根据权利要求1所述的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，其特征在于，所述的太阳能充电电路包括充电芯片CN3082和太阳能充电接口，CN3082的VIN和GND引脚连接太阳能充电接口，BAT引脚连接锂电池。
7.一种带有手机充电功能的自行车码表装置的自动控制方法，包括大灯自动控制方法和停车防撞倒控制方法，其特征在于，所述的大灯自动控制方法为：依靠光照传感器和霍尔传感器实现，光照传感器用于检测当前的环境光亮度，当环境光亮度超过20LX时关闭大灯，霍尔传感器用于检测自行车速度，当自行车处于停止状态一段时间后自动关闭大灯，当检测到自行车行驶时，依靠环境光亮度自动调节大灯亮度。
8.根据权利要求7所述的一种带有手机充电功能的自行车码表装置，其特征在于，所述的停车防撞倒控制方法为：采用与智能单车的智能控制系统联动方法，当车锁锁上时即刻开始进行加速度判定，当加速度超过阈值范围即认为发生了被撞倒事件，产生的报警信息可以直接发送给智能单车控制系统，进行报警，在共享单车系统中，可以发送给共享单车管理系统。
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